Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen von Monitoringmaßnahmen

Dieser Bericht beschreibt ein Konzept zur Bestimmung des Nutzens von Monitoringuberwachung an Bruckenbauwerken. Infrastrukturbetreiber sind mit alternder Infrastruktur und knappen Ressourcen fur Unterhalt und Instandsetzung konfrontiert. Um den Ressourceneinsatz zu optimieren, kann die Entscheidungsfindung bei Unterhalts- und Instandsetzungsfragestellungen durch Monitoring-uberwachungen unterstutzt werden: dank dem Monitoring stehen bessere Informationen zum Bauwerkzustand und dessen Entwicklung zur Verfugung, die es erlauben Unterhalt und Instandsetzungen optimal zu planen und umzusetzen. Monitoringmasnahmen verursachen aber auch Kosten, und es stellt sich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit der Monitoringmasnahmen. Diese Frage ist nicht einfach zu beantworten, weil der Nutzen stark kontextabhangig ist. Folgende Einflussgrosen mussen dabei berucksichtigt werden: die Schadigung der Brucke und deren erwartete zeitliche Entwicklung, die Zuverlassigkeit der Brucke, samtliche Wirkungen der Brucke auf ubergeordnete Systeme (Verkehrssystem, Gesellschaft, Wirtschaft, Umwelt), die Kosten der Instandsetzung und nicht zuletzt die Installations- und Unterhaltskosten des Monitorings. Das in diesem Forschungsbericht entwickelte Konzept erlaubt es, den Nutzen von Monitoringmasnahmen in Funktion von diesen Einflussgrosen zu bestimmen. Das Konzept basiert auf der Value of Information Analyse, die ihrerseits auf der Bayes’schen pra-posteriori Entscheidungsanalyse aufbaut. Das Konzept ist praxisnah aufgebaut und berucksichtigt das etablierte Expertenwissen. Das Konzept nutzt das Schwellwertmonitoring und ist allgemein ausgelegt, um breit anwendbar zu sein. Es ist nicht schadensspezifisch, monitoringsystemspezifisch oder bruckentypspezifisch. Getroffene Annahmen und Vereinfachungen zielen darauf ab, das Konzept fur die Bestimmung des Nutzens bei bestehender Bruckenvorschadigung in der Praxis ohne vertiefte Kenntnisse der probabilistischen Modellierung und der Zuverlassigkeitsrechnung anwendbar zu machen. Dabei wird insbesondere darauf geachtet, welche Informationen dem Entscheidungstrager vor der Installation des Monitoringsystems zur Verfugung stehen und verwendet werden konnen. Nach den einleitenden Kapiteln werden in Kapitel 2 die Grundlagen im Rahmen einer Literaturrecherche zusammengestellt. Die Bestimmung der Kosten infolge von Verkehrsbehinderungen hat dabei eine grose Bedeutung. In Kapitel 3 wird die Bayes’sche Entscheidungsfindung und deren Anwendung auf die Nutzenbestimmung von Monitoring erlautert. In Kapitel 4 wird das Konzept zur Bestimmung der Wirtschaftlichkeit von Monitoringmasnahmen dargelegt. In Kapitel 4 wird auch die Kostenbestimmung infolge von Verkehrsbehinderungen unter Verwendung von Informationen aus einem Verkehrsmodell erklart. In Kapitel 5 wird eine Methode dargestellt, mit der sich ohne automatisierte Berechnung im Verkehrsmodell die gesamtwirtschaftlichen Effekte ermitteln lassen. In Kapitel 6 ist die Umsetzung des Konzepts in einem Microsoft Excel-Tool detailliert beschrieben. In Kapitel 7 und 8 wird das Konzept und das Excel- Tool auf zwei reale Praxisbeispiele angewendet. Anhand der beiden Beispiele wird exemplarisch die Wirtschaftlichkeit der Monitoringstrategie untersucht. Basierend darauf wird eine Entscheidungsempfehlung fur oder gegen die Installation des Monitoringsystems gegeben. In diesem Forschungsauftrag wurde ein einfach anzuwendendes und praxistaugliches Konzept entwickelt, um den wirtschaftlichen Nutzen von Monitoring zu bestimmen. Abschliesend wurden aufgrund der Erkenntnisse aus diesem Forschungsprojekt weitere Forschungs- und Entwicklungsmoglichkeiten identifiziert.